KR100687076B1 - 필터 회로 - Google Patents

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노키아 코포레이션
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Abstract

필터 회로가 개시된다. 상기 필터 회로는 대칭 게이트(204), 비대칭 게이트(202), 및 기판(S)을 구비한다. 필터 스테이지(206) 및 밸런싱 부재(balancing member)(208)로 이루어진 직렬회로는 상기 대칭 게이트(204) 및 상기 비대칭 게이트(202) 사이에 배치된다. 상기 밸런싱 부재(208) 및 상기 필터 스테이지(206)는 상기 기판(S)상에 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

필터 회로{Filter circuit}
본 발명은 필터 회로에 관한 것으로, 보다 상세하기로는, 비대칭/대칭신호를 대칭/비대칭신호로 변환하는 필터 회로에 관한 것으로, 특히, BAW(Bulk Acoustic Wave; 벌크 탄성파) 공진기를 포함하는 필터 회로에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 입력 게이트와 출력 게이트간의 임피던스 레벨을 변환할 수 있는 다수의 BAW 공진기를 포함하는 필터 회로에 관한 것이다.
예를 들어, BAW 필터와 같은, 공진기에 근거한 HF 필터는 두 개의 기본적인 토폴로지(topology)를 갖는다. 이는 도 1 및 도 2를 참조로 하여 보다 상세히 설명될 것이다.
제1 토폴로지(도 1 참조)는 소위 "사다리형 필터(ladder-filter)"이다. 상기 사다리형 필터(100)는 제1 입력 단자(104) 및 제2 입력 단자(106)를 포함하는 입력 게이트(102)를 구비한다. 또한, 상기 사다리형 필터(100)는 제1 출력 단자(110) 및 제2 출력 단자(112)를 포함하는 출력 게이트(108)를 구비한다. 상기 입력 게이트(102)의 제1 입력 단자(104)에는 입력 신호(IN)가 관련되고, 상기 출력 게이트(108)의 제1 출력 단자(110)에는 출력 신호(OUT)가 관련된다. 도 1에 도시된 필터(100)에서, 상기 제1 입력 단자(104)와 상기 제1 출력 단자(110) 사이에는 두 개의 직렬 공진기(Rs1, Rs2)가 직렬연결되어 있다. 또한, 두 개의 병렬 공진기(Rp1 , Rp2)가 구비되어 있다. 상기 제1 병렬 공진기(Rp1)는 상기 입력 게이트(102)에 병렬연결되며 상기 제1 직렬 공진기(Rs1)에도 병렬연결되어 있다. 상기 제2 병렬 공진기(Rp2)는 상기 출력 게이트(108)에 병렬연결되며 상기 제2 직렬 공진기(Rs2)에도 병렬연결되어 있다. 상기 제2 입력 단자(106) 및 상기 제2 출력 단자(112)는 기준전위(114), 예를 들어, 그라운드 전위에 연결된다. 마찬가지로, 상기 병렬 공진기(Rp1, Rp2)는 상기 기준전위(114)에 대하여 연결된다. 도 1에 도시된 종래기술에 따른 필터에서, 비대칭 신호를 변환하기 위해서 개개의 입력(IN) 및 개개의 출력(OUT)으로 이루어진 두 단계를 거치는 사다리형 필터가 중요하다.
도 2에는 한 단계(두 개의 직렬 공진기 및 두 개의 병렬 공진기)를 거치는 종래의 격자 필터(lattice-filter)가 상세히 설명된다. 도 2의 설명에 따르면, 이미 도 1을 참조로 하여 설명된, 유사하거나 동일한 부재가 동일한 참조번호를 가진다.
상기 격자 필터(120)는 상기 입력 게이트(102)의 제1 입력 단자(104) 및 제2 입력 단자(106)에서 대칭 입력신호(IN)를 수신한다. 대칭 출력 단자(OUT)는 상기 출력 게이트(108)에서 상기 단자(110, 112)로 출력된다. 상기 제1 입력 단자(104)와 상기 제1 출력 단자(110) 사이에는 직렬 공진기(Rs1)가 구비된다. 마찬가지로, 상기 제2 입력 단자(106)와 상기 제2 출력 단자(112) 사이에는 직렬 공진기(Rs2)가 구비된다. 상기 제1 입력 단자(104)와 상기 제2 출력 단자(112) 사이에는 제1 병렬 공진기(Rp1)가 연결된다. 상기 제2 입력 단자(106)와 상기 제1 출력 단자(110) 사이에는 제2 병렬 공진기(Rp2)가 연결된다. 도 2에 도시된 필터(120)는 완전히 차동적인데, 즉, 두 개의 입력 게이트(102, 110)는 대칭적이다(밸런싱된다).
양호한 선택도(selectivity) 및 낮은 삽입손실을 갖는 필터는, 임피던스소자필터를 개개의 블록 또는 스테이지 주위에 설치하는 데에 관련한 BAW 공진기를 사용함으로써 제조될 수 있다. 상기 필터는 두 개의 기본적인 토폴로지를 갖는데, 이는 도 1 및 도 2를 참조로 하여 보다 상세히 설명될 것이다.
도 1 및 도 2와 관련하여 설명된 필터에 따르면, 상기 직렬 공진기 및 병렬 공진기에서, 바람직하게는 BAW 공진기가 중요하며 상기 직렬 공진기 및 상기 병렬 공진기 각각은 소정의 공진주파수를 가지고 제조되는 것으로 표시된다. 바람직하게는, 원하는 필터 효과를 얻기 위한 상기 병렬 공진기의 공진주파수는 상기 직렬 공진기의 공진주파수에 비해 낮다. 상기 사다리형 필터(100)에 사용된 직렬 공진기 및 병렬 공진기는 상기 격자 필터(120)에 사용된 직렬 공진기 및 병렬 공진기와 구별되는데, 특히, 실질적으로 동일한 필터 특성을 가지지만 서로 다른 토폴로지를 갖는 필터 회로에서 구별된다.
상기 사다리형 필터(100)에는, 비대칭 입력신호를 수신하고 이에 상응하는 비대칭 출력신호를 출력하는 기능만이 존재한다. 마찬가지로, 상기 격자 필터(120)는 단지 대칭 입력신호만을 수신하고 대칭 출력신호만을 출력할 수 있다.
그러나, 적용예에서, 비대칭 입력신호의 변환은 대칭 출력신호에서 수행하거나 대칭 입력신호의 변환은 비대칭 출력신호에서 수행할 필요가 있다. 또한, 또다른 적용예에서, 대칭/비대칭 신호를 비대칭/대칭 신호로 변환하기 위해 대안적으로 또는 부가적으로 입력과 출력 부근에는 서로 다른 게이트 임피던스가 존재해야한다.
종래기술에 따른 방법에 있어서, 상응하는 변환을 수행하기 위해서, 보조부품을 구비하며, 상기 보조부품은 밸런싱 부재(balancing member)(Balun)로서 표시된다. 상기 밸런싱 부재는 자기 트랜스듀서(magnetic transducer), LC 회로 또는 전도금지구조체일 수 있다. 여기서, 상기 밸런싱 부재는 도 1 및 도 2에 도시된 필터 전후로, 인쇄회로기판상에 배치된다. 이산적 밸런싱 부재를 상기 필터 회로 전후로 사용하는 경우, 필요한 부품의 수가 증가하고 상기 인쇄회로기판상의 필요한 공간이 확대될 수 있다.
표면 탄성파(SAW; Surface Acoustic Wave) 필터에서, 음향 밸런싱 기능은 보조부품을 사용하지 않고 실현될 수 있다. 그러나, 전체 필터의 성능이 현저히 저하된다. 또한, 상기 밸런싱 기능으로 인해, 상기 필터가 정전기적 방전(discharge)에 대해 매우 민감하며, 게다가 성능을 처리하는 능력이 철저히 제한되는데, 즉, 이와같은 필터 구조에 대한 변환가능한 성능이 매우 미약하게 된다. 이와같은 SAW 필터의 예는 JP 2000-114917A에 개시되어 있다. 상기 결합된 SAW 필터의 또다른 단점은, 상기 필터의 응답이 일반적으로 임피던스소자 필터보다 불량하며, 특히, 소위 롤 오프(Roll-Off) 또는 통과대역 부근의 선택도보다 임피던스소자 필터의 경우에 비해 불량하다는 점이다.
비대칭 신호를 대칭 신호로 변환하는 적용예가 예를 들어 EP 1 202 454 A에 개시되어 있다. 여기에 도시된 필터 구조에 따르면, 도 1 및 도 2의 필터와 유사하게 결합되어 있는데, 즉, 사다리형 필터의 출력에는 격자 필터가 연결되어 있다. 그러나, 상기 적용예는 이와같은 필터를 실제로 적용할 때 현저한 단점을 가진다. 특히, 이러한 단점은 부동(floating) 차동적 부하에만 관한 것일 수 있는데, 즉, HF 누설전류는 그라운드 전위에 대해 허용될 수 없다는 점이 바람직하지 못하다.
BAW 필터와 관련하여, 임의의 방식으로 임피던스변환이 수행될 수 있는 방법을 제안하는 적용예는 개시된 바 없다.
간단한 방식으로 대칭/비대칭 신호를 비대칭/대칭 신호로 변환할 수 있는 개선된 필터 회로를 제공하는 필터 스테이지 및 밸런싱 부재(balancing member)를 기판상에 형성하는 데에 목적이 있다.
상기 목적은 특허청구범위 1항에 따른 필터 회로에 의해 달성된다.
본 발명은 대칭 게이트, 비대칭 게이트, 기판, 및 직렬 회로를 구비한 필터 회로를 제공한다. 상기 직렬 회로는 필터 스테이지 및 밸런싱 부재로 이루어지며 상기 대칭 게이트와 상기 비대칭 게이트 사이에 배치된다.
바람직하게는, 상기 직렬 회로의 필터 스테이지는 다수의 BAW 공진기를 포함하는데, 여기서, 적어도 하나의 직렬 BAW 공진기 및 적어도 하나의 병렬 BAW 공진기를 포함한다.
제1 바람직한 실시예에 따르면, 상기 필터 스테이지는 상기 비대칭 게이트에 연결된 비대칭 필터 스테이지이며, 상기 밸런싱 부재는 상기 대칭 게이트에 연결된다.
또다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 필터 스테이지는 상기 대칭 게이트에 연결된 대칭 필터 스테이지이며, 상기 밸런싱 부재는 상기 비대칭 게이트에 연결된다.
또다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 필터 스테이지는 상기 대칭 게이트에 연결된 대칭 필터 스테이지이며, 상기 직렬회로는 상기 비대칭 게이트에 연결된 비대칭 필터 스테이지를 더 구비한다. 본 실시예에서, 상기 밸런싱 부재는 상기 대칭 필터 스테이지와 상기 비대칭 필터 스테이지 사이에 연결된다. 모든 필터 스테이지 및 상기 밸런싱 부재는 여기서도 상기 동일한 기판상에 형성된다.
또한, 정합소자가 직렬회로에 구비될 수 있다. 상기 정합소자는 상기 필터 스테이지와 상기 비대칭 게이트 또는 상기 대칭 게이트 사이에 연결되며 상기 필터 스테이지의 소자 및 상기 밸런싱 부재의 소자와 함께 상기 기판상에 형성된다.
바람직하게는, 상기 밸런싱 부재에서 트랜스듀서 소자가 중요하다. 상기 트랜스듀서 소자는 적어도 두 개의 코일을 구비하며, 상기 코일은 상기 기판상에 형성된다.
본 발명의 또다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 코일은 서로 다른 권선비를 가지므로, 조정될 권선비에 기초하여 상기 비대칭 게이트와 상기 대칭 게이트 사이의 임피던스 변환이 수행될 수 있다.
바람직하게는, 상기 기판은 큰 저항값을 가지며, 상기 코일은 금속 경로를 통해 상기 기판상에 형성된다. 대안적으로, 상기 코일은 상기 기판상의 한 영역에 배치될 수 있으며, 상기 영역에는 음향 반사기(acoustic reflector)가 구비된다.
따라서, 본 발명은 HF 필터, 특히, BAW 기술을 사용하여 구현되는 HF 필터를 제공한다. 상기 HF 필터는 트랜스듀서(밸런싱 부재)와 같은, 보조적인 모놀리식 (monolithic) 수동소자를 포함하나, 코일, 커패시터 또는 저항소자도 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 원하는 최대수의 임피던스소자필터를 결합하여 비대칭/대칭 신호를 대칭/비대칭 신호로 변환함으로써, 기본적인 BAW 공진기의 제조공정을 변경할 수 있고, 또한, 모놀리식 밸런싱 부재(Baluns)는 필터 칩(기판)상에서 제조될 수 있다.
본 발명에 따르면, 임피던스소자필터를 사용할 수 있고, 동시에 대칭/비대칭 신호를 비대칭/대칭 신호로 변환하고 마찬가지로, 부가적으로, 임피던스레벨변환을 상기 필터 칩 내부에서 모놀리식 형태로, 즉, 외부부품을 사용하지 않고 수행할 수 있다. 바람직하게는, 상기 밸런싱 부재는 두 개의 나선형태의 코일이며, 연속적으로 배치되며 자기적으로 서로 결합되어 있다.
본 발명의 장점은, 상기 밸런싱 부재를 제조하기 위한 공정이 높은 품질인수
(Q 팩터)를 가지는 모놀리식 코일(나선형태의 인덕턴스(inductance))을 생성할 수 있으므로, 상기 코일은 상기 밸런싱 부재의 소자로서 또는 부가적으로 정합소자로서 사용될 수 있다. 현재, 종래의 필터 회로에서는 상기 정합소자가 상기 필터 칩 외부의 외부소자로서도 구현되며, 이는 상기 언급한 문제점을 필연적으로 수반한 다.
본 발명의 또다른 장점은, 인덕턴스에 더하여 커패시터를 간단한 방식으로 제조할 수 있으며, 상기 필터 칩상에 모놀리식 소자 및 상기 BAW 공진기를 제조할 때에도, 절연물질로 이루어진 서로 다른 층이 사용될 수 있다는 점이다.
종래기술에 따른 BAW 제조방법에 비해, 본 발명에서는 단지 사소한 변형성만이 요구된다. 즉, 소자(밸런싱 부재, 인덕턴스, 커패시터)를 형성하기 위해 필요한 두꺼운 금속 주위에는 몇 개의 보조 마스크층이 필요하며, 이로써, 공정의 추가비용이 적게 증가한다.
도 1은 두 개의 직렬 공진기 및 두 개의 병렬 공진기로 이루어지는 두 단계를 거치는 종래의 사다리형 필터를 도시하며,
도 2는 두 개의 직렬 공진기 및 두 개의 병렬 공진기로 이루어지는 종래의 단일 스테이지 격자 필터를 도시하며,
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 비대칭 입력 게이트에 연결된 비대칭 필터 스테이지 및 대칭 게이트에 연결된 밸런싱 부재를 구비하는 필터 회로를 도시하며,
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 대칭 게이트에 연결된 대칭 필터 스테이지 및 비대칭 게이트에 연결된 밸런싱 부재를 구비하는 필터 회로를 도시하며,
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 대칭 게이트에 연결된 대칭 필터 스테이지, 비대칭 게이트에 연결된 비대칭 필터 스테이지, 및 상기 두 개의 필터 스테 이지에 배치된 두 개의 밸런싱 부재를 구비하는 필터 회로를 도시하며,
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른, 도 4에 도시된 바와 유사하게 정합소자를 더 포함하는 필터 회로를 도시하며,
도 7은 평면의 밸런싱 부재 구조를 개략적으로 예시한 도면이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 설명부 및 첨부된 도면을 참조로 하여 설명한다. 이하 본 발명의 바람직한 실시예에서 동일하거나 유사한 기능을 하는 부재는 동일한 참조부호를 가진다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 필터 회로(200)를 도시한다. 상기 필터 회로(200)는 비대칭 단자(202) 및, 두 개의 대칭 게이트(204a, 204b)를 포함하는 대칭 단자(204)를 구비한다. 상기 비대칭 단자(202)와 상기 대칭 단자(204) 사이에는, 필터 스테이지(206) 및 밸런싱 부재(Balun)(208)로 이루어진 직렬 회로가 연결되어 있다. 도 3에 도시된 실시예에서, 상기 필터 스테이지(206)는 도 1을 참조로 하여 설명한 바와 같은 사다리형 필터 형태의 비대칭 필터 스테이지이다. 상기 필터 스테이지(206)는 두 개의 직렬 공진기(Rs1, Rs2) 및 두 개의 병렬 공진기(R p1, Rp2)를 포함한다.
상기 비대칭 단자(202)는 제1 노드(210) 및 제2 노드(212)를 포함한다. 상기 제2 노드(212)는 기준전위(214), 예를 들어, 그라운드에 연결된다. 상기 필터 스테이지(206)는, 상기 제1 노드(210)와 제3 노드(216) 사이에 연결된 두 개의 직렬 공 진기(Rs1, Rs2)로 이루어진 직렬 회로를 포함한다. 상기 제1 병렬 공진기(Rp1 )는 상기 기준전위(214)와, 상기 제1 직렬 공진기(Rs1)와 상기 제2 직렬 공진기(Rs2) 사이의 노드(218) 사이에 연결되어 있다. 상기 제2 병렬 공진기(Rp2)는 상기 제3 노드(216)와 상기 기준전위(214) 사이에 연결된다.
상기 밸런싱 부재(208)는 두 개의 결합된 코일(220a, 222a)에 의해 형성된다. 이때, 상기 제1 코일(220a)의 제1 단자(220b)는 상기 제3 노드(216)에 연결된다. 상기 제1 코일(220a)의 제2 단자(220c)는 상기 기준전위(214)에 연결된다.
상기 대칭 단자(204)의 제1 게이트(204a)는 제1 노드(224) 및 제2 노드(226)를 포함한다. 상기 제2 노드(226)는 상기 기준전위(214)에 연결된다. 마찬가지로, 제2 게이트(204b)는 제1 단자(228) 및, 상기 제1 게이트(204a)와 공동으로 연결된 노드(226)를 포함한다.
상기 노드(224, 226) 또는 상기 노드(228, 226) 사이에는 대칭 신호가 인출되거나 수신된다.
상기 밸런싱 부재(208)의 제2 코일(222a)의 제1 단자(222b)는 상기 제1 대칭 게이트(204a)의 제1 노드(224)에 연결된다. 상기 제2 코일(222a)의 제2 단자(222c)는 상기 제2 대칭 게이트(204b)의 제1 노드에 연결된다.
따라서, 도 3은 밸런싱 부재(Balun)와 결합된 사다리형 필터의 토폴로지를 도시한다. 상기 필터 자체는 사다리형 구조를 가지며, 선택도(selectivity)를 향상하기 위해 도 3에 도시된 스테이지를 두 개 이상을 구비할 수 있다. 상기 스테이지 는 서로 다른 큰 직렬 공진기 및 병렬 공진기를 더 구비할 수 있다. 본 발명의 상기 바람직한 실시예에 따르면, 상기 밸런싱 부재에서 실질적으로, 자기적으로 서로 결합된 두 개의 나선형태의 코일이 중요하다.
저항을 포함하는 손실 및 기생 커패시턴스를 낮게 유지하기 위해서, 변경된 BAW 제조공정을 사용함으로써, 코일소자를 제조하기 위해 사용된 충분한 두께를 가진 금속을 생성하는 것이 바람직하다. 상기 사용된 금속 경로 또는 금속면의 두께는 800nm 내지 10㎛ 범위이거나, 상기 BAW 공진기에 사용된 전극금속의 두께와 비교할 때 인수 2 내지 20만큼 더 커야 한다.
도 3에 도시된 필터 스테이지(206)의 소자 및 상기 밸런싱 부재(208)의 소자는 도 3에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 칩 또는 기판(S)상에 공동으로 형성된다. 이는, 이미 전술한 바와 같이, 상기 BAW 공진기의 제조과정의 약간의 변경을 요구하므로, 단지 적게 증가된 비용을 초래하나, 외부부품을 회로기판상 및 상기 칩(S)상에 배치해야하는 불편을 방지하는 장점을 가진다.
상기 기판(S)은 큰 저항값을 가지는 기판인 것이 바람직하며, 상기 코일은 하나 또는 그 이상의 절연층에 의해 상기 기판으로부터 분리되는 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 기판(S)은 간단한 방식으로 구현될 수 있다. 이는, 상기 BAW 공진기에 필요한 음향 반사기(acoustic reflector)가 상기 기판(S)내에 형성되기 때문이다. 상기 기판(S)의 신장은, 부가적으로 상기 기판(S) 상부에 상기 밸런싱 부재(208)가 형성될 수 있도록 선택된다.
일 실시예에 따르면, 상기 밸런싱 부재(208)는 1:1의 권선비를 가진다. 하지 만, 권선수는, 상기 단자(202, 204) 사이의 원하는 임피던스레벨 변환을 수행하기 위해서 1차 권선수 및 2차 권선수로 변경될 수 있다.
본 발명은, 상기 밸런싱 부재(208)의 집적화 및 또다른 코일 및 커패시터의 집적화가 BAW 공진기를 근거로 한 필터 구조 내부에서 상기 동일한 기판(S)상에서 수행될 수 있는 장점을 가진다. 이때, 단지 약간의, 보조 마스크층이 필요하다. 밸런싱 부재와 필터 스테이지의 결합은 서로 다른 토폴로지를 갖는다. 여기서, 기본적으로, 상기 필터링동작이 상기 변환동작 전후에 수행되어야하는지가 선택될 수 있다. 전자의, 상기 필터 스테이지는 사다리형 필터구조를 포함할 것이며, 후자의 , 상기 필터 스테이지는 격자 필터 구조를 포함할 것이다. 상기 격자 필터구조는, 상기 격자 필터구조에 비해 개선된 댐핑효과에 근거하여 통과대역 외부에 위치하는 것이 바람직하다.
이하, 도 4 내지 도 6을 참조로 하여 본 발명의 또다른 실시예가 보다 상세히 설명된다. 이때, 도 4는, 도 3에 사용된 사다리형 필터 구조 대신에 격자 필터구조를 사용하고 상기 격자 필터구조는 상기 필터 회로의 대칭 입력(204)에 연결되어 있는 제2 실시예를 도시한다. 상기 밸런싱 부재(208)는 상기 필터 스테이지(206)와 상기 비대칭 입력(202) 사이에 연결된다.
도 4에 도시된 실시예에서, 상기 필터 스테이지(206)에는 제1 직렬 공진기(Rs1)가 상기 밸런싱 부재(208)의 상기 제2 코일(222a)의 제1 단자(222b)와, 상기 대칭 출력(204)의 단자(224) 사이에 연결된다. 제2 직렬 공진기(Rs2)가 상기 밸런싱 부재(208)의 제2 코일(222a)의 제2 단자(222c)와, 상기 대칭 출력(204)의 제2 단자(228) 사이에 연결된다. 제1 병렬 공진기(Rp1)는 상기 제2 코일(222a)의 제1 단자(222b)와, 상기 대칭 단자(204)의 제2 노드(228) 사이에 연결되며, 제2 병렬 공진기(Rp2)는 상기 제2 코일(222a)의 제2 단자(222c)와, 상기 대칭 단자(204)의 제1 노드(224) 사이에 연결된다.
상기 비대칭 단자(202)의 제1 노드(210)는 상기 밸런싱 부재(208)의 제1 코일(220a)의 제1 단자(220b)와 연결되며, 상기 제1 코일(220a)의 제2 노드(220c)는, 상기 비대칭 단자(202)의 제1 노드(212)와 같이, 상기 기준전위(214)에 연결된다.
도 3에 도시된 실시예에서와 유사하게, 여기서도 상기 BAW 공진기(Rs1, Rs2, Rp1, Rp2)는 상기 밸런싱 부재(208)의 소자와 함께 공동 기판 또는 칩상에 형성된다.
도 5는 본 발명의 또다른 실시예를 도시한다. 상기 비대칭 단자(202)와 상기 밸런싱 부재(208) 사이에 또다른 필터 스테이지(230)가 연결되며, 비대칭 필터 스테이지가 한 단계의 사다리형 필터의 형태를 가지는 점에서 도 4에 도시된 실시예와 구분된다. 상기 필터 스테이지(230)는 직렬 공진기(Rs1)를 포함한다. 상기 직렬 공진기(Rs1)는 상기 비대칭 단자(202)의 제1 노드(210)와 상기 밸런싱 부재(208)의 제1 코일(220a)의 제1 단자(220b) 사이에 연결된다. 또한, 상기 제1 코일(220a)과 상기 기준전위(214)의 제1 단자(220b) 사이에는 병렬 공진기(Rp1)가 구비된다.
도 5에 도시된 실시예에서도, 모든 BAW 공진기 및 상기 밸런싱 부재의 모든 소자가 공동 기판상에 형성된다.
도 6은, 도 4에 도시된 실시예에 더하여, 상기 필터 스테이지(206)와 상기 대칭 출력(204) 사이에 정합블록(232)이 연결되는 또다른 실시예를 도시한다.
상기 블록(232)은 유도소자(L) 및 두 개의 용량소자(C1, C2)를 포함한다. 상기 용량소자(C1, C2) 및 상기 유도소자(L)는 상기 밸런싱 소재(208)의 소자 및 상기 필터 스테이지(206)의 BAW 공진기와 공동으로 상기 필터 칩상에 형성된다. 도 4와 비교하여, 상기 필터 스테이지(206)의 제1 직렬 공진기(Rs1)와 상기 대칭 출력(204)의 제1 노드(224) 사이에는 용량소자(C1)가 연결된다. 상기 제2 용량소자(C2)는 상기 필터 스테이지(206)의 제2 직렬 공진기(Rs2)와, 상기 대칭 단자(204)의 제2 노드(228) 사이에 연결된다. 상기 유도소자(L)는 상기 대칭 출력 단자(204)에 병렬연결되며, 상기 제1 직렬 공진기(Rs1)와 상기 제1 용량소자(C1) 사이에는 하나의 노드가 연결되고, 상기 제2 직렬 공진기(Rs2)와 상기 제2 용량소자(C2) 사이에는 하나의 노드가 연결된다.
이하, 도 7을 참조로 하여, 평면의 밸런싱 부재 구조를 실현하는 예가 보다 상세히 설명될 것이다. 도 7에는, 다수의 금속 도체경로가 형성된 평면 구조가 도시되어 있다. 코일은 나선형태로 배치된 다수의 금속 도체경로(300, 302, 304)를 통해 형성된다. 여기서, 상기 도체경로(302, 304)는 상기 기준전위(214)에 연결되며, 연결소자(306)는 서로 연결되어 있다. 상기 전술한 방식으로 연결된 도체경로 (302, 304)를 통해 상기 밸런싱 부재(208)의 제2 코일(222a)이 형성되며, 도 7에는 상기 단자(222b 또는 222c)가 도시된다. 상기 도체경로(300)를 통해 상기 제1 코일(220a)이 형성되며, 상기 제1 코일(220a)의 단자(220b, 220c)가 마찬가지로 도시되어 있다.
상기 설명과 관련하여, 입력 및 출력에 관한 한, 입력 및 출력은 기본적으로 교체가능한 것을 알 수 있다. 이는, 신호흐름의 방향이 전환될 수 있으므로 모든 구조는 이에 적합화되는데, 예를 들어, 비대칭 신호원 및 대칭 부하 또는 비대칭 부하 및 대칭 신호원을 적절하게 사용할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 장점은, 종래기술과는 달리, 소형화된 자기 트랜스듀서를 보조소자로서 포함하며 상기 자기 트랜스듀서는 상기 필터 스테이지의 소자와 일체로(monolithic) 제조되는 점이다.
상술한 설명은 바람직한 실시예들을 참조로 하여 이루어졌다. 그러나, 본 발명은 설명한 실시예로만 제한되지 않음은 명백하다. 상술한 실시예들에 더하여, 본 발명에 따른 필터 회로는 하나 또는 다수의 단계를 입력측 및/또는 출력측으로 구비할 수 있다.
참조부호목록
100 사다리형 필터
102 입력 게이트
104 입력 게이트의 제1 입력 단자
106 입력 게이트의 제2 입력 단자
108 출력 게이트
110 출력 게이트의 제1 출력 단자
112 출력 게이트의 제2 출력 단자
114 기준전위
120 격자 필터
200 필터 회로
202 비대칭 단자
204 대칭 단자
204a 대칭 게이트
204b 대칭 게이트
206 제1 필터 스테이지
208 밸런싱 부재
210, 212 노드
214 기준전위
216, 218 노드
220a 제1 코일
220b 제1 코일의 제1 단자
220c 제1 코일의 제2 단자
222a 제2 코일
222b 제2 코일의 제1 단자
222c 제2 코일의 제2 단자
224, 226 대칭 단자(204)의 노드
228 대칭 단자(204)의 노드
230 제2 필터 스테이지
232 정합 스테이지
300, 302 금속경로
304 금속경로
306 연결소자
Rs1, Rs2 직렬공진기
Rp1, Rp2 병렬공진기

Claims (11)

  1. 대칭 게이트(204);
    비대칭 게이트(202);
    기판(S); 및
    필터 스테이지(206, 230) 및 밸런싱 부재(balancing member)(208)로 이루어지며 상기 대칭 게이트(204) 및 상기 비대칭 게이트(202) 사이에 배치된 직렬회로를 구비하며,
    상기 밸런싱 부재(208) 및 상기 필터 스테이지(206)는 상기 기판(S)상에 형성되고, 상기 밸런싱 부재(208)는 두 개의 코일(220a, 222a)을 구비하는 트랜스듀서 소자이며, 상기 코일(220a, 222a)은 상기 기판(S)상에 형성되는 것을 특징으로 하는 필터 회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 필터 스테이지(206)는 적어도 하나의 직렬 벌크 탄성파(BAW; Bulk Acoustic Wave) 공진기(Rs1, Rs2) 및 적어도 하나의 병렬 BAW 공진기(Rp1, Rp2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 회로.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 필터 스테이지(206)는 상기 비대칭 게이트(202)에 연결된 비대칭 필터 스테이지이며, 상기 밸런싱 부재(208)는 상기 대칭 게이트(204)에 연결되는 것을 특징으로 하는 필터 회로.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 필터 스테이지(206)는 상기 대칭 게이트(204)에 연결된 대칭 필터 스테이지이며, 상기 밸런싱 부재(208)는 상기 비대칭 게이트(202)에 연결되는 것을 특징으로 하는 필터 회로.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 필터 스테이지(206)는 상기 대칭 게이트(204)에 연결된 대칭 필터 스테이지(206)이며, 상기 직렬회로는 상기 비대칭 게이트(202)에 연결된 비대칭 필터 스테이지(230)를 더 구비하며, 상기 밸런싱 부재(208)는 상기 대칭 필터 스테이지(206)와 상기 비대칭 필터 스테이지(230) 사이에 연결되며, 상기 필터 스테이지(206, 230) 및 상기 밸런싱 부재(208)는 상기 기판(S)상에 형성되는 것을 특징으로 하는 필터 회로.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 직렬회로는 상기 필터 스테이지(206)와 상기 비대칭 게이트(202) 또는 상기 대칭 게이트(204) 사이에 연결되는 하나 또는 다수의 정합소자(232, L, C1, C2)를 더 구비하며,
    상기 정합소자는 상기 기판(S)상에 형성되는 것을 특징으로 하는 필터 회로.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서, 상기 코일(220a, 222b)은, 상기 비대칭 게이트(202)와 상기 대칭 게이트(204) 사이의 임피던스 변환을 수행하기 위해서 권선비를 가지는 것을 특징으로 하는 필터 회로.
  9. 제1항 또는 제8항에 있어서, 상기 기판(S)은 큰 저항값을 가지며, 상기 코일(220a, 222a)은 금속 경로(300, 302, 304)를 통해 상기 기판(S)상에 형성되는 것을 특징으로 하는 필터 회로.
  10. 제1항 또는 제8항에 있어서, 상기 기판(S)은 음향 반사기(acoustic reflector)를 구비하며, 상기 BAW 공진기(Rs1, Rs2, Rp1, Rp2) 및 상기 코일(220a, 222a)은 상기 음향 반사기 상부에 형성되는 것을 특징으로 하는 필터 회로.
  11. 제9항에 있어서, 상기 코일(220a, 222a)의 금속 경로(300, 302, 304)는 800nm 내지 10㎛ 범위의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 필터 회로.
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Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2864727B1 (fr) 2003-12-29 2007-05-11 St Microelectronics Sa Circuit electronique comportant un resonateur destine a etre integre dans un produit semi-conducteur
FR2864733A1 (fr) 2003-12-29 2005-07-01 St Microelectronics Sa Boucle a verrouillage de phase integrable dotee d'un resonateur acoustique
FR2864729B1 (fr) 2003-12-29 2006-05-05 St Microelectronics Sa Resonateur acoustique integrable , et procede d'integration d'un tel resonateur
US20070210876A1 (en) * 2004-06-17 2007-09-13 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Fbar Filter
WO2006018788A1 (en) * 2004-08-20 2006-02-23 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Narrow band bulk acoustic wave filter
KR100649497B1 (ko) * 2004-09-23 2006-11-28 삼성전기주식회사 불평형-평형 입출력 구조의 ｆｂａｒ필터
US7187255B2 (en) * 2004-10-26 2007-03-06 Avago Technologies Wireless Ip (Singapore) Pte. Ltd. Arrangement of lattice filter
FR2883432B1 (fr) 2005-03-18 2008-02-22 St Microelectronics Sa Circuit de filtrage accordable en frequence integrable, comportant un jeu de resonateurs baw
KR100656335B1 (ko) * 2005-04-14 2006-12-13 한국과학기술원 전송선 변압기
FR2888060A1 (fr) 2005-07-01 2007-01-05 St Microelectronics Sa Circuit de filtrage passe-bande dote de resonateurs acoustiques
US7479850B2 (en) * 2006-04-05 2009-01-20 Tdk Corporation Miniaturised half-wave balun
FR2904492A1 (fr) 2006-07-28 2008-02-01 St Microelectronics Sa Circuit de filtrage dote de resonateurs acoustiques
US8103224B1 (en) * 2006-09-19 2012-01-24 Rf Micro Devices, Inc. Method and apparatus for the integration of a high efficiency power amplifier with an integrated transceiver for wireless communication
US20080101263A1 (en) * 2006-10-30 2008-05-01 Skyworks Solutions, Inc. Single-ended to differential duplexer filter
KR101523403B1 (ko) * 2007-08-29 2015-05-27 스카이워크스 솔루션즈, 인코포레이티드 밸룬 시그널 스플리터
FR2920612B1 (fr) 2007-09-03 2009-12-04 St Microelectronics Sa Circuit d'accord en frequence pour filtre treillis
US8576026B2 (en) * 2007-12-28 2013-11-05 Stats Chippac, Ltd. Semiconductor device having balanced band-pass filter implemented with LC resonator
US7795889B2 (en) 2008-01-25 2010-09-14 Infineon Technologies Ag Probe device
JP4871966B2 (ja) 2009-01-30 2012-02-08 太陽誘電株式会社 高周波デバイス、フィルタ、デュープレクサ、通信モジュール、通信装置
JP5210253B2 (ja) * 2009-07-01 2013-06-12 太陽誘電株式会社 弾性波デバイス
KR101565995B1 (ko) * 2009-07-16 2015-11-05 삼성전자주식회사 듀얼-입력 듀얼-출력의 필터를 이용한 멀티-대역의 라디오 주파수 신호 송수신 시스템
US8791775B2 (en) 2010-03-30 2014-07-29 Stats Chippac, Ltd. Semiconductor device and method of forming high-attenuation balanced band-pass filter
DE102011100468B4 (de) 2011-05-04 2013-07-04 Epcos Ag Mit akustischen Volumenwellen arbeitendes BAW-Filter, Herstellungsverfahren hierfür und Duplexer
KR101919115B1 (ko) 2012-02-29 2018-11-15 삼성전자주식회사 Ｂａｗｒ 을 이용한 필터
CN103716010B (zh) * 2013-12-30 2017-11-17 宇龙计算机通信科技(深圳)有限公司 一种巴伦电路及终端
US11749893B2 (en) 2016-08-29 2023-09-05 Silicon Laboratories Inc. Apparatus for antenna impedance-matching and associated methods
US11764473B2 (en) 2016-08-29 2023-09-19 Silicon Laboratories Inc. Apparatus with partitioned radio frequency antenna and matching network and associated methods
US11894622B2 (en) 2016-08-29 2024-02-06 Silicon Laboratories Inc. Antenna structure with double-slotted loop and associated methods
US11764749B2 (en) 2016-08-29 2023-09-19 Silicon Laboratories Inc. Apparatus with partitioned radio frequency antenna and matching network and associated methods
US11769949B2 (en) 2016-08-29 2023-09-26 Silicon Laboratories Inc. Apparatus with partitioned radio frequency antenna and matching network and associated methods
US11750167B2 (en) 2017-11-27 2023-09-05 Silicon Laboratories Inc. Apparatus for radio-frequency matching networks and associated methods
US11916514B2 (en) 2017-11-27 2024-02-27 Silicon Laboratories Inc. Radio-frequency apparatus with multi-band wideband balun and associated methods
US11894826B2 (en) 2017-12-18 2024-02-06 Silicon Laboratories Inc. Radio-frequency apparatus with multi-band balun and associated methods
US11894621B2 (en) 2017-12-18 2024-02-06 Silicon Laboratories Inc. Radio-frequency apparatus with multi-band balun with improved performance and associated methods
CN109217836B (zh) * 2018-09-03 2022-05-31 南京邮电大学 四端口低反射式双工滤波器
CN110971209B (zh) * 2019-11-04 2023-10-20 天津大学 提高体声波滤波器功率容量的方法及滤波元件
US11581853B2 (en) * 2021-01-27 2023-02-14 Avago Technologies International Sales Pte. Limited Wideband filter for direct connection to differential power amplifier
US20230093885A1 (en) * 2021-09-24 2023-03-30 RF360 Europe GmbH Harmonic Reduction with Filtering
US11862872B2 (en) 2021-09-30 2024-01-02 Silicon Laboratories Inc. Apparatus for antenna optimization and associated methods
US20230353117A1 (en) * 2022-04-28 2023-11-02 RF360 Europe GmbH Bridge Filters

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3374448A (en) * 1964-05-25 1968-03-19 Damon Eng Inc High efficiency contiguous comb filter
US4623894A (en) * 1984-06-22 1986-11-18 Hughes Aircraft Company Interleaved waveguide and dipole dual band array antenna
FI93679C (fi) 1991-10-23 1995-05-10 Nokia Mobile Phones Ltd Taajuusselektiivinen mikroliuskamuuntaja sekä diodisekoitin
JPH08148968A (ja) * 1994-11-24 1996-06-07 Mitsubishi Electric Corp 薄膜圧電素子
US5790000A (en) * 1995-06-16 1998-08-04 Northern Telecom Limited Cascaded surface wave device filters providing balanced and unbalanced signal connections
JP3186604B2 (ja) * 1996-10-09 2001-07-11 株式会社村田製作所 弾性表面波フィルタ装置
WO1998034345A1 (en) * 1997-01-31 1998-08-06 Motorola Inc. Inline-coupled resonator with lattice filter and method
JP2000114917A (ja) * 1998-09-30 2000-04-21 Kyocera Corp バランス型弾性表面波フィルタ
JP2000244337A (ja) * 1999-02-19 2000-09-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 送信モジュール
DE19962028A1 (de) * 1999-12-22 2001-06-28 Philips Corp Intellectual Pty Filteranordnung
US6542055B1 (en) * 2000-10-31 2003-04-01 Agilent Technologies, Inc. Integrated filter balun
US6407649B1 (en) * 2001-01-05 2002-06-18 Nokia Corporation Monolithic FBAR duplexer and method of making the same
US6803835B2 (en) * 2001-08-30 2004-10-12 Agilent Technologies, Inc. Integrated filter balun
US6670866B2 (en) * 2002-01-09 2003-12-30 Nokia Corporation Bulk acoustic wave resonator with two piezoelectric layers as balun in filters and duplexers
DE10225202B4 (de) * 2002-06-06 2017-06-01 Epcos Ag Mit akustischen Wellen arbeitendes Bauelement mit einem Anpassnetzwerk

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Publication number Publication date
CN1672326A (zh) 2005-09-21
US20050212619A1 (en) 2005-09-29
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EP1547245A2 (de) 2005-06-29
CN100525099C (zh) 2009-08-05
WO2004019491A3 (de) 2005-05-06
AU2003257428A8 (en) 2004-03-11
AU2003257428A1 (en) 2004-03-11
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DE10392971D2 (de) 2005-07-21
DE10392971B4 (de) 2010-07-08
JP2005535264A (ja) 2005-11-17
KR20050089957A (ko) 2005-09-09
DE10234685A1 (de) 2004-02-19

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